FI120954B - Betaglukaania sisältävän viljauutteen käsittely - Google Patents

Description

Beetaglukaania sisältävän viljauutteen käsittely

KEKSINNÖN ALA

Esillä oleva keksintö koskee beetaglukaanipitoisen viljauutteen maun 5 muuttamista. Yksityiskohtaisemmin keksintö koskee hiivafermentaation käyttöä viljan flavoriyhdisteiden määrän vähentämiseksi beetaglukaanipitoisessa viljauutteessa.

KEKSINNÖN TAUSTA

Pääasiallinen vljasta saatava liukoisen kuidun lähde on beetaglukaani. 10 Glukaanit ovat polysakkarideja, jotka sisältävät rakenneosina pelkkää glukoosia. Beetaglukaanit (tai β-glukaanit) ovat polysakkarideja, joita esiintyy viljakasvien leseissä, leivinhiivan soluseinässä, tietyntyyppisissä sienikunnan jäsenissä sekä useissa tavallisissa, itiöemiä tuottavissa sienissä. Viljasta saatava beetaglukaani käsittää polysakkarideja, joiden molekyylipainot ovat 15 500dDa:sta 3 000 kDa:iin (Da = daltonia), keskimääräisen molekyylipainon ollessa noin 2 000 kDa.

Beetaglukaanin lähde voi olla peräisin sellaisista viljoista kuten kaura, vehnä, maissi, ohra, ruis, riisi ja näiden seokset. Beetaglukaaneja esiintyy viljanjyvien ytimen soluseinämässä. Viljapohjaisia beetaglukaaneja esiintyy eniten ohrassa 20 ja kaurassa. Vaikka eräs yleisimmistä beeta-(1,3)-glukaanin lähteistä on peräisin leivinhiivan (Saccharomyces cerevisiae) soluseinästä, beeta-(1,3)-glukaaneja uutetaan myös joidenkin viljojen, kuten kauran ja ohran, leseistä. Hiivan beeta-(1,3)-glukaanit ovat usein liukenemattomia, kun taas viljoista uutettuina ne ovat yleensä liukoisia.

25 Beetaglukaaneja voidaan käyttää ihmisravinnossa teksturointiaineina sekä liukoisen kuidun määrää lisäävinä aineina. Leivinhiivasta saatavalla liukenemattomalla (1,3/1,6)-beetaglukaanilla on erilainen molekyylirakenne kuin sen liukoisilla (1,3/1,4)-vastineilla. Erot liukoisten ja liukenemattomien beetaglukaanien välillä ovat merkittäviä käytön, vaikutustavan ja yleisen 2 biologisen aktiivisuuden suhteen. Liukoiset beetaglukaanit näyttäisivät vaikuttavan ruoansulatukseen, auttavan verensokerin säätelyssä ja laskevan seerumin kolesterolitasoa. Viljan beetaglukaanit ovat käyttökelpoisia ravintoaineita, ja niitä on käytetty myös massaa lisäävinä aineina sakkaroosin 5 sijaan. Beetaglukaaneja on kuvattu myös tehokkaiksi immuunijärjestelmää tehostaviksi aineiksi.

Runsas liukoisen kuidun saanti yhdistetään usein parantuneeseen rasva-aineenvaihduntaan. On suoritettu useita tutkimuksia, joilla on pyritty todistaamaan beetaglukaanilla, eli viljan sisältämällä liukoisella kuidulla, olevia 10 terveyttä edistäviä vaikutuksia. Mitä tulee beetaglu kaanien rasva- aineenvaihduntaan kohdistuvaan vaikutukseen ja erityisesti niiden veren kolesterolitasoa laskevaan vaikutukseen, beetaglukaanimolekyylin molekyylipainolla on suuri merkitys.

Eräs tärkeimmistä kysymyksistä valmistettaessa runsaasti liukoista kuitua 15 sisältäviä elintarvikkeita, erityisesti nesteitä kuten juomia, liittyy tuotteen ulkonäköön. Vaikka viljoja ja viljapohjaisia valmisteita on käytetty suuressa määrässä erilaisia elintarvikkeita, niiden käyttö yhdessä hedelmien ja kasvisten kanssa on johtanut kelvottomiin seoksiin. Eräs näihin seoksiin liittyvä ongelma on se, että viljauutteilla on taipumus aiheuttaa sakkaa sisältävien 20 mehutuotteiden värin muuttumista ja samentumista. Vaikka tuotteen ulkonäkö on tärkeä, vieläkin tärkeämpi on kenties maku. Viimeaikaisten kuluttajatutkimusten mukaan suosittu tapa nauttia suuria määriä beetaglukaania ovat juomat, kunhan otetaan huomioon, että niiden juotavuus ja maku pysyvät hyvinä. Viljauutteiden pääasiallinen ongelma on se, että ne vaikuttavat 25 haitallisesti elintarvikkeen flavoriin ja mahdollisesti aikaansaavat elintarvikkeeseen ei-toivotun jälkimaun. Viljamateriaalin käyttö saattaa helposti aiheuttaa tuotteeseen kitkerän ja epämiellyttävän maun.

Esiin on tuotu useita menetelmiä liukoisen kuidun eristämiseksi viljoista. Esimerkiksi julkaisussa US2003153746 tuodaan esiin menetelmä liukoisen 30 kuidun uuttamiseksi viljoista. Tässä menetelmässä saataville vesipitoisille uutteille suoritetaan entsymaattinen hajotus, jossa osa ei- 3 beetaglukaaniaineosista hajoaa pienemmiksi aineosiksi. Tämän jälkeen hajotustuotteelle suoritetaan jalostusvaihe hiivaviljelmällä, ja tämä aikaansaadaan siirrostamalla uutteen entsyymillä hajotettuun tuotteeseen hiivaviljelmää ja pitämällä mainittua hiivasuspensiota olosuhteissa, jotka 5 johtavat entsyymillä hajotetun tuotteen assimiloituvien osien sitoutumisen hiivaan, noin yhden tunnin ajan hajotettujen aineosien pitoisuuden laskemiseksi. Tässä menetelmässä fermentaatiota käytetään sellaisen viljauutteen aikaansaamiseksi, jolla on korkeampi beetaglukaanipitoisuus. Menetelmää ei käytetä uutteen maun muuntelemiseksi, eivätkä tällä tavoin poistettavat 10 beetaglukaaniaineosat ole viljan flavoriyhdisteitä.

Suuret liukoisen kuidun pitoisuudet johtavat yleensä korkeaan viskositeettiin. Juomia valmistettaessa tämä korkea viskositeetti vaikuttaa haitallisesti juotavuuteen, joten alhaisempi viskositeetti olisi toivottava. Laskettaessa beetaglukaanijuoman viskositeettia tulee kuitenkin muistaa, että beetaglukaanin 15 molekyylipaino tulisi pitää riittävän korkeana kliinisten vaikutusten saavuttamiseksi.

Täten on yhä olemassa tarve hedelmä- tai kasvisjuomalle, jolla on viljoista peräisin oleva parannettu ravintoarvo ja jonka maku ja ulkonäkö ovat miellyttäviä.

20 US-patentissa 6020016 tuodaan esiin se ongelma, että luontaisten viljojen ja/tai viljajohdannaisten lisääminen aikaansaa ei-toivottuja flavoreita ja jälkimaun, kuten kitkerän jälkimaun mehutuotteeseen. Ratkaisuna tähän US-patentissa 6020016 tuodaan esiin prosessi, jossa mehutuotteeseen lisätään luontaista aromiainetta kuten vanilja-aromia lisättyjen luontaisten viljojen ja/tai 25 viljajohdannaisten mehutuotteeseen aiheuttamien haitallisten flavorien peittämiseksi tai neutraloimiseksi. Tämän prosessin haittapuoli on se, että aromiaineiden on oltava voimakkaita lisätyistä luontaisista viljoista peräisin olevien flavorien peittämiseksi. Tämä vaikeuttaa lopputuotteen maun vapaata valintaa, koska maunpeittoaine hallitsee makua.

30 Joukossa tekniikan tason mukaisia viitejulkaisuja kuvataan menetelmiä glukaanien ja neste-glukaanikoostumusten valmistamiseksi viljakasveista.

4 Nämä viitejulkaisut keskittyvät beetaglukaanin eristämiseen ja puhdistamiseen viljauutteen valmistuksen sijaan. Esimerkiksi julkaisussa EP1622627 tuodaan esiin menetelmä hyvin puhtaan kauran beeta-(1,3/1,4)-glukaanin uuttamiseksi ja eristämiseksi jauhetusta viljasta, jossa menetelmässä uuton ja 5 liukenemattoman materiaalin poistamisen jälkeen liuokseen lisätään C-m-alkoholia beetaglukaanin saostamiseksi, minkä jälkeen se voidaan eristää. Tällaiset menetelmät ovat käyttökelpoisia puhtaan beetaglukaanin aikaansaamiseksi, mutta niitä ei voida käyttää sellaisten viljauutteiden valmistuksessa, jotka sisältävät myös jyvän muita hyödyllisiä aineosia.

10 KEKSINNÖN YHTEENVETO

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on näin ollen aikaansaada menetelmä edellä mainittujen ongelmien helpottamiseksi. Keksinnön tavoitteet saavutetaan käytöllä, joka on tunnettu siitä, mitä on esitetty itsenäisessä patenttivaatimuksessa. Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on tuotu esiin 15 epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Esillä oleva keksintö perustuu sille keksinnölliselle ajatukselle, että hiivafermentaatiota voidaan käyttää beetaglukaania sisältävän viljauutteen maun muuttamiseksi. Fermentaatiota voidaan käyttää neutraloimaan ei-toivottuja makuja, kuten luontaisten viljojen ja/tai viljajohdannaisten kitkerää 20 jälkimakua. Yksityiskohtaisemmin keksintö koskee hiivafermentaation käyttöä viljan flavoriyhdisteiden määrän vähentämiseksi beetaglukaanipitoisessa viljauutteessa.

Keksinnön mukaisen fermentaation käytön etuna on se, ettei lopputuotteeseen ole tarpeen lisätä ylimääräisiä maunpeittoaineita hyväksyttävän maun 25 aikaansaamiseksi. Keksinnön mukaisen fermentaation käyttö mahdollistaa fermentoidun viljauutteen käytön monissa eri sovelluksissa.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Esillä olevaa keksintöä kuvattaessa käytetään seuraavia termejä, jotka on tarkoitettu määriteltäviksi seuraavalla tavalla. ’’Viljalla” tarkoitetaan mitä tahansa 5 viljakasvin jyviä, mukaan lukien lajikkeet ohra, kaura, vehnä ja ruis, mutta näihin rajoittumatta.

"Beetaglukaanilla" tarkoitetaan glukaania, jolla on beeta(1,3)-kytkeytynyt glukopyranosyylirunko tai beeta(1,4)-kytkeytynyt glukopyranosyylirunko tai 5 beeta(1,3/1,4)-sekakytkeytynyt glukopyranosyylirunko. Beetaglukaanit ovat edullisesti liukoisia beeta-(1,3/1,4)-glukaaneja.

’’Leseillä” tarkoitetaan sitä osaa viljanjyvästä, jota saadaan jauhamalla jyvät ja erottamalla saatava jauho-osa seulomalla, sihtaamalla ja/tai vastaavilla keinoilla sekä ottamalla talteen leseosa, jonka kokonaisbeetaglukaanipitoisuus on 10 vähintään 5 % (kuivapainosta).

Hiivat ovat eukaryoottisten mikro-organismien kasvumuoto, joka luokitellaan sienten kuntaan ja johon kuuluu noin 1 500 lajia. Termiä ’’hiiva” pidetään usein synonyymina lajille Sacchaaromyces cerevisiae. “Hiiva” on kuitenkin yleisnimi lahkon Endomycetales yksisoluisille sienille (kaari Mycota), jotka kuuluvat 15 luokkaan Ascomycetes (kotelosienet). Useimmat hiivat lisääntyvät suvuttomasti silmukoimalla, vaikkakin muutaman lisääntyvät binaarijakautumisen kautta (halkeamalla kahtia). Hiivan koko voi vaihdella huomattavasti lajista riippuen, ja tyypillisesti ne ovat halkaisijaltaan 3-4 pm, vaikkakin jotkut hiivat voivat saavuttaa yli 40 pm olevan halkaisijan. S. cerevisiae -lajeja käytetään 20 alkoholipitoisten juomien valmistuksessa sekä leivonnassa.

Biokemiallinen fermentaatio viittaa tavallisesti sokerin muuttumiseen alkoholiksi hiivan avulla anaerobisissa olosuhteissa. Yleisempi biokemiallisen fermentaation määritelmä on hiilihydraattien kemiallinen muuntuminen alkoholeiksi tai hapoiksi. Fermentaatio viittaa yleensä siihen, että mikro-25 organismien vaikutus on toivottavaa, ja menetelmää käytetään alkoholijuomien kuten viinin, oluen ja siiderin valmistuksessa. Fermentaatiota käytetään myös säilönnässä maitohapon tuottamiseksi happamiin elintarvikkeisiin kuten suolakurkkuihin, kimchiin ja jogurttiin.

Esillä olevan keksinnön kuvauksessa termi ’’fermentaatio” viittaa orgaanisten 30 aineiden hajoamiseen ja uudelleenjärjestäytymiseen toisiksi aineiksi mikro- 6 organismien aikaansaamassa prosessissa. Fermentaatio voi viitata runsaasti hapetettuihin ja aerobisiin kasvuolosuhteisiin, mutta biokemiallisessa yhteydessä fermentaatio on tavallisesti anaerobinen tapahtuma.

Esillä ole keksintö kuvaa hiivafermentaation käytön viljan flavoriyhdisteiden 5 määrän vähentämiseksi beetaglukaanipitoisessa viljauutteessa. Viljan flavoriyhdisteet beetaglukaanipitoisessa viljauutteessa aikaansaavat ei-toivottuja makuja ja jälkimaun, kuten kitkerän jälkimaun, uutetta sisältäviin elintarvikkeisiin. Näin ollen viljan flavoriyhdisteiden määrää vähennetään beetaglukaanipitoisessa viljauutteessa maun muuntelemiseksi.

10 Beetaglukaaneja voidaan uuttaa joidenkin viljojen, kuten kauran ja ohran, leseistä. Eräässä keksinnön suoritusmuodossa uute valmistetaan lisäämällä leseet kuumaan veteen (90-130 °C) pitoisuutena, joka on 1-10 paino-%, edullisesti 3-7 paino-%. Edullisesti vesi on kiehuvaa. Näin ollen normaalipaineessa kiehuvan veden lämpötila olisi 100 °C. Voidaan kuitenkin 15 käyttää myös alipainetta ja erityisesti ylipainetta. Kuumaa vettä käytetään sen varmistamiseksi, että viljan entsyymiaktiivisuus, kuten beetaglukanaasit ja amylolyyttiset entsyymit, saadaan nopeasti inaktivoitua. Pitkä uuttoaika (40-90 min) korkeissa lämpötiloissa (90-110 °C) takaa beetaglukaanin riittävän solubilisaation leseistä, mutta tuhoaa myös leseaineessa jäljellä olevan 20 mikrobiaktiivisuuden. Kun kuitenkin käytetään korkeita lämpötiloja (120-130 °C), lyhyempi uuttoaika (10-30 min) saattaa olla riittävä.

Uutteen kolloidisen stabiiliuden sekä sen maun stabiiliuden parantamiseksi kiehuvan materiaalin pH tulisi uuton aikana laskea arvoon, joka on alle 5,0, edullisesti noin arvoon 4,5. Elintarvikekelpoisia happoja, kuten sitruunahappoa, 25 voidaan käyttää pH-arvon säätämiseen. Alhainen pH estää lipidimateriaalin uuttumisen, mikä on erityisen tärkeää käytettäessä runsaasti lipidejä sisältävää kauraa. Lipidien hapettuminen (härskiintyminen) aikaansaa varastoinnin aikana epämiellyttäviä sivumakuja. Uutteen maun stabiiliuden takaamiseksi on edullista, ettei käytetä mitään tärkkelystä hydrolysoivia entsyymejä. 30 Tärkkelyksen hydrolyysin myötä viljan tärkkelys-lipidikompleksit hajoavat ja lipidi vapautuu uutteeseen.

7

Alhainen pH on edullinen myös valmistettaessa hedelmä- ja/tai kasvismehuja sisältäviä juomia. Alhainen pH laskee uutteessa olevan proteiinipitoisen materiaalin määrää, joka saattaa aiheuttaa samennusta ja sakkautumista mehun polyfenolien kanssa juomien valmistuksen aikana. Useita 5 panimoprosesseissa käytettyjä stabilointiaineita voidaan käyttää edelleen vähentämään proteiinimateriaalin mahdollista sakkautumista. Kolloidisen stabiiliuden parantamiseksi proteiini-polyfenolikompleksien määrää tulisi laskea tai niiden muodostuminen tulisi kokonaan estää. Joitakin esimerkkejä soveltuvista stabilointiaineista ovat ne, jotka sisältävät tanniineja, karrageenia 10 tai polyvinyylipyrrolidonia. Karrageeni pienentää erittäin tehokkaasti ei-mikrobiologisten hiukkasten (NMP, non-microbiological particles) kuten proteiinin, polyfenolin, polysakkaridin ja muiden materiaalien kokoa. Karrageeni on polymeeri, joka koostuu galaktoosista ja galaktoosisulfaattimonomeereista. Polyvinyylipyrrolidoni tai ristisilloitettu PVP on synteettinen polymeeri, joka 15 sitoutuu spesifisesti samennuksen aikaansaaviin polyfenoleihin.

Esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaan viljauute on viljaleseuute. Uuttomenetelmä perustuu edullisesti runsaasti beetaglukaania sisältävään viljalesemateriaaliin, jolloin leseiden beetaglukaanipitoisuus voi vaihdella välillä 15-25 %. Leseiden beetaglukaanipitoisuus on myös tärkeä 20 erityisesti valmistettaessa juotavia elintarvikkeita, kuten juomia. Näin ollen on edullista käsitellä lesemateriaalia ennen uuttoa esimerkiksi entsymaattisilla menetelmillä siten, että leseiden beetaglukaanin molekyylipaino laskee. Beetaglukaanin keskimääräisen molekyylipainon ei tule olla liian alhainen, koska tällöin kuidun edulliset ominaisuudet vähenevät. Beetaglukaanin 25 keksimääräinen molekyylipaino tässä keksinnössä käytetyissä uutteissa on tavallisesti 180-550 kDa ennen fermentaatiota, mikä ylittää huomattavasti ne molekyylipainot, joiden on selostettu tuottavat tilastollisesti merkittäviä terveysvaikutuksia esimerkiksi veren kolesterolitasoihin.

Uuton jälkeen liukenematon materiaali voidaan poistaa uutteesta erottamalla, 30 esimerkiksi sentrifugoimalla. Erotuslämpötila voidaan optimoida proteiinien poistamiseksi uutteesta. Alhaisempia erotuslämpötiloja (esim. alle 40 °C) voidaan käyttää proteiinin määrän laskemiseksi lopullisessa uutteessa. Korkeilla 8 beetaglukaanipitoisuuksilla (esim. yli 9 g/l) voidaan myös käyttää korkeampia lämpötiloja uutteen viskositeetin laskemiseksi erotuksen aikana ja erotustehokkuuden parantamiseksi tällä tavoin.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti uutteen makua ja maun stabiiliutta voidaan 5 edelleen parantaa fermentoimalla hiivalla. Fermentaatiot voidaan suorittaa aerobisissa tai anaerobisissa olosuhteissa, edullisesti aerobisissa olosuhteissa. Fermentaatiossa käytettyihin hiivoihin sisältyvät sellaiset hiivakannat kuten S. cerevisiae, jota käytetään leivonnassa, S. chevalieri, jota käytetään viininvalmistuksessa, S. pastorianus, S. carlsbergensis, jota käytetään 10 pantaessa olutta pohjahiivakäymisen avulla, sekä S. uvarum, jota käytetään pantaessa olutta pintahiivakäymisen avulla. Hiivan määrä on tyypillisesti noin 1 106 — 1 -107 CFU/ml, mutta se voi olla esimerkiksi 1 -105 - 1 -108 CFU/ml. Nämä hiivat sisältävät entsyymiaktiivisuutta, ja niillä on kyky vähentää viljan flavoriyhdisteiden, kuten karbonyylien, määrää. Karbonyylien väheneminen 15 johtaa melko mauttomaan, puhtaaseen uutteeseen. Orgaanisessa kemiassa karbonyyliryhmä on funktionaalinen ryhmä, joka koostuu happiatomiin kaksoissidoksella kiinnittyneestä hiiliatomista: C=0. Termi karbonyyli voi viitata myös hiilimonoksidiin ligandina epäorgaanisessa tai organometallisessa kompleksissa, jossa hiili on sitoutunut happeen kolmoissidoksella: C^O. 20 Karbonyyliyhdisteisiin sisältyvät esimerkiksi propanaali, heksanaali, 2-metyylipropanaali, 2-metyylibutanaali, 3-metyylibutanaali, fenyylietanaali, metionaali, furfuraali, metyyliglyoksaali ja bentsaldehydi.

Fermentaatiota tulisi jatkaa riittävän pitkän ajan viljan flavoriyhdisteiden määrän vähentämiseksi beetaglukaanipitoisessa viljauutteessa. Eräässä keksinnön 25 suoritusmuodossa fermentaatiota jatketaan ainakin 5 tunnin ajan. Riippuen kuitenkin makutasosta ja siitä alkoholimäärästä, jonka annetaan muodostua, fermentaatiota voidaan jatkaa esimerkiksi ainakin 5, 10, 15, 20, 25 tai 48 tuntia. Viljan flavoriyhdisteiden määrä laskee enemmän silloin, kun fermentaatioaika on pidempi. Pidemmän fermentaatioajat kuitenkin lisäävät myös muodostuvan 30 alkoholin määrää, mikä ei ole toivottavaa valmistettaessa alkoholitonta tai vähäalkohdista tuotetta.

9

Fermentaatio voidaan suorittaa myös alhaisissa lämpötiloissa tuotetun alkoholin määrän vähentämiseksi. Tässä yhteydessä alhaisella lämpötilalla tarkoitetaan sellaisia lämpötiloja kuten alle 20 °C, alle 15 °C, alle 10 °C ja alle 5 °C. Tyypillisesti lämpötila on fermentaation aikana alueella 5-15 °C.

5 Fermentaation jälkeen hiivasolut voidaan poistaa joko erottamalla tai suodattamalla. Erotus voidaan tehdä sentrifugoimalla, ja suodatukseen voidaan käyttää silikageeliä tai kalvosuodatusta. Uutteen kolloidisen stabiiliuden parantamiseksi se voidaan jäähdyttää lämpötilaan, joka on -2 °C:n ja 4 °C:n välillä, proteiini-polyfenolikompleksien sakkautumisen edistämiseksi ennen 10 erotusta tai suodatusta.

Fermentoitua uutetta voidaan käyttää elintarvikkeen valmistusaineena. Elintarvike voidaan valmistaa lisäämällä mainittua fermentoitua uutetta elintarvikemateriaaliin tai -materiaaleihin elintarvikkeiden valmistamiseksi. Fermentoitu nestemäinen uute voidaan konsentroida ja sitä voidaan käyttää 15 nesteenä tai puolijähmeässä tai kuivassa muodossa. Elintarvike voi olla erilaisten elintarvikekoostumusten muodossa, mukaan lukien juomat (alkoholipitoiset ja alkoholittomat juomat, esimerkiksi virvoitusjuomat, mehut ja mehutyyppiset sekoitetut juomat, rikastetut juomat, probioottiset juomat, urheiluja energiajuomat, lisäravinne- ja ateriankorvikejuomat, juomatiivisteet tai 20 -valmisseokset ja juomajauheet), maitotaloustuotteet (maito, maitopohjaiset tuotteet, esim. jogurtti, jogurttijäädyke, muut maitopohjaiset jäädykkeet, juotava jogurtti, muut hapatetut maitotuotteet, maitopohjaiset juomat, kermat, jäätelö, jälkiruoat, levitteet, juusto jne.), maitotaloustuotteiden korvikkeet (esim. juuston, jogurtin, jäätelön ja jälkiruokien kaltaiset valmisteet, maidonkorvikkeet jne.), 25 maidottomat jälkiruokajäädykkeet, kastikkeet, keitot ja kasviöljypohjaiset tuotteet (esim. margariinit, levitteet, kastikkeet, majoneesi jne.).

Elintarvike voi sisältää myös muita ravitsemuksellisesti edullisia aineosia, joista jotkut voivat edelleen tehostaa esillä olevan keksinnön koostumusten vaikutuksia. Elintarvike voi olla rikastettu näillä aineosilla tai nämä aineosat 30 voivat olla luontainen osa muita elintarvikkeiden valmistusaineita.

10

Fermentoitua viljauutetta voidaan käyttää erityisesti raaka-aineena juotavalle elintarviketuotteelle, kuten viljapohjaiselle juomalle, johon lisätään esimerkiksi hedelmämehuja, aromeja jne. Eräs keksinnön suoritusmuoto on fermentaation käyttö valmistettaessa beetaglukaanipitoista elintarviketta tai juomatuotetta, 5 erityisesti vähäalkoholisia tai alkoholittomia tuotteita. Tässä keksinnön suoritusmuodossa on edullista, että uuton aikana fermentoituvien sokereiden määrä uutteessa on alhainen. Tämä voidaan aikaansaada sillä, ettei uutteella ole amylolyyttista entsyymiaktiivisuutta, mikä tekee mahdolliseksi fermentoitujen alkoholittomien tai vähäalkoholisten juomien valmistuksen. Vähäalkoholinen 10 elintarvike tai juomatuote voi sisältää alle 3 paino-% etanolia, alle 2 paino-% etanolia, alle 1 paino-% etanolia tai jopa alle 0,5 paino-% etanolia.

Fermentaatiota voidaan käyttää sellaisten uutteiden prosessointiin, joiden beetaglukaanipitoisuus on esimerkiksi 5-15 g/l. Uutteen beetaglukaanipitoisuutta voidaan säätää vaihtelemalla raaka-aineena toimivan 15 lesemateriaalin beetaglukaanipitoisuutta. Tuoreen 8 g/l beetaglukaania sisältävän uutteen viskositeetti on noin 50 mPas, ja molekyylipainon laskiessa asteittain myös viskositeetti pienenee, niin että neljän kuukauden kuluttua se on noin 40 mPas. Viskositeetti 50 mPas on melko korkea verrattuna tavanomaiseen virvoitusjuomaan, mutta tavanomainen verrattuna esimerkiksi 20 marjakeittoon. Beetaglukaanipitoisuuden laskeminen siten, että se on noin 5 g/l, saa aikaan tuotteen, jota voidaan hyvin pitää virvoitusjuomana.

Beetaglukaanin molekyylipa ino laskee tuotteen varastoinnin aikana. Käytettäessä keksinnön mukaisesti fermentoituja tuotteita beetaglukaanin määrä voidaan kuitenkin pitää vakiona pastöroiduissa juomissa ainakin neljän 25 kuukauden ajan. Beetaglukaanin keskimääräinen molekyylipaino on edullisesti edelleen yli 150 kDa neljän kuukauden kuluttua.

Fermentoitu viljauute voi lisäksi sisältää säilöntäainetta varastointiajan pidentämiseksi. Beetaglukaania sisältävään viljauutteeseen voidaan ennen fermentointia lisätä säilöntäaineita, kuten maitohappobakteereja. 30 Maitohappobakteereja voidaan käyttää myös viljauutteen maun muuntelemiseksi.

11 ESIMERKIT Esimerkki 1

Entsyymikäsiteltyjä ohraleseitä, jotka sisälsivät 18 % beetaglukaania (250 g) sekoitettiin 5 litraan kiehuvaa vettä (100 °C). Lisättiin sitruunahappoa 5 (50-%:inen liuos, 1,5 ml/l) pH:n säätämiseksi arvoon 4,5. Leseitä keitettiin kannettomassa astiassa 60 min. Leseet poistettiin sentrifugoimalla 8 500 G:ssa 10 min ajan. Sentrifugoinnin jälkeen S. pastorianus -hiivaliete lisättiin beetaglukaaniuutteeseen (niin että lopullisen liuoksen pitoisuus oli T107 cfu/ml). Seosta fermentoitiin 24 h 15 °C:ssa. Fermentaation jälkeen hiivasolut poistettiin 10 sentrifugoimalla 8 500 G:ssa 10 min ajan. Erotus tuotti kirkkaan liuoksen, jonka beetaglukaanipitoisuus oli 8 000 mg/l ja alkoholipitoisuus 0,47 paino-%. Fermentaatio poisti oleellisissa määrin viljan flavoriyhdisteet, kuten jäljempänä taulukossa 1 esitetty tulosten yhteenveto osoittaa.

Taulukko 1

Fermentaatio- Propanaali Furfuraali 2-metyyli- 3-metyyli- aika ppb ppb propanaali ppb butanaali ppb Öh 44 2 587 Ϊ97 Ϊ44 5h 31 1 500 Ϊ26 93 24h 2Ö 3Ö8 82 89 1 2 3 4 5 6

Tulokset osoittavat, että jo 5 tunnin fermentaatio laskee huomattavasti 2 karbonyylien määrää, ja mitä pidempi fermentaatioaika on, sitä enemmän 3 karbonyylien määrä laskee.

4

Esimerkki 2 5

Kauraleseitä (3,6 kg), jotka sisälsivät 22 % beetaglukaania, sekoitettiin 120 6 litraan kiehuvaa vettä (100 °C) 3,0 % olevana pitoisuutena. Sitruunahappoa (50-%:inen liuos) lisättiin pH:n säätämiseksi arvoon 4,5. Leseet poistettiin ja saatua viljauutetta, jonka beetaglukaanipitoisuus oli 6 100 mg/l, fermentoitiin S. pastorianuksen kanssa 48 h 13 °C:ssa. Fermentaatio ei vaikuttanut merkittävästi beetaglukaanin molekyylipainoon (kDa) tai pitoisuuteen (mg/l) 12 uutteessa, kuten jäljempänä taulukossa 2 esitetty tulosten yhteenveto osoittaa. Tämä mahdollistaa sellaisen lähtömateriaalin käytön, jossa beetaglukaanin molekyylipaino on jo säädetty toivotulle tasolle. Beetaglukaanin keskimääräisen molekyylipainon ei tulisi olla liian alhainen, koska tällöin kuidun edulliset 5 ominaisuudet vähenevät. Tästä syystä on tärkeää, ettei fermentaatio laske merkittävästi beetaglukaanin molekyylipainoa. Tässä esimerkissä beetaglukaanin molekyylipaino oli itse asiassa hieman korkeampi fermentaation jälkeen.

Taulukko 2

Beetaglukaani

Pitoisuus Molekyylipaino mg/l kDa

Ennen fermentaatiota 6 100 450

Fermentaation jälkeen 5 800 500 10

Esimerkki 3

Viljauutetta fermentoitiin erilaisilla hiivalietteen määrillä 5 °C:ssa 24 tunnin ajan. Karbonyyliyhdisteiden määrä analysoitiin ennen fermentaatiota ja sen jälkeen. Karbonyyliyhdisteiden prosentuaalinen määrä fermentaation jälkeen on esitetty 15 jäljempänä taulukossa 3. Makuraati arvioi saadut uutteet siten, että tuotteen viljainen maku arvioitiin 1-5 olevalla asteikolla. Korkein pistemäärä annettiin viljaisimmalle maulle.

Taulukko 3

Hiivalietteen Karbonyylejä fermentaation jälkeen, % Viljainen määrä Propa- Furfuraali 2-metyyli- 2-metyyli- maku naali propanaali butanaali (1-5)

15 ml 41 8 35 31 T~J

5ηϋ 77 8 53 4Ö 3

Tmi 77 36 85 76 4^3 13

Tuloksista voidaan havaita, että vähenemistä tapahtui kaikissa analysoiduissa yhdisteissä fermentaation aikana, ja korkeampi hiivamäärä aikaansai kunkin karbonyyliyhdisteen alhaisemman pitoisuuden uutteessa. Korkeampi hiivamäärä vaikutti myös tuotteen viljaiseen yleismakuun.

5 Esimerkki 4

Viljauutetta fermentoitiin maitohappobakteereilla, jotta saataisiin paremmin mikrobeja kestävä uute. Lactococcus lactis E2626 -kanta siirrostettiin viljauutteeseen, niin että lopullinen pitoisuus oli T109 cfu/ml, ja uutetta fermentoitiin 24 tuntia 25 °C:ssa. Esifermennoinnin jälkeen uute kontaminoitiin 10 pilaantumista aiheuttavilla bakteereilla Lactobacillus brevis E2893 ja Obesumbacterium proteus E1640 käyttäen kahta kontaminaatiotasoa. Kontaminantteja inkuboitiin 72 tuntia 30 °C:ssa.

Viljauutteen fermentaatio L. lactis -bakteerilla ehkäisi Obesumbacterium proteuksen kasvun lähes täydellisesti molemmilla kontaminaatiotasoilla, kuten 15 taulukossa 4 esitetty tulosten yhteenveto osoittaa. Lactobacillus breviksen inhibitio ei ollut riittävää, mikäli kontaminaatiotaso oli korkea (2-107 cfu/ml), mutta alhaisemmalla kontaminaatiotasolla (2-105 cfu/ml) inhibitio oli lähes 90 %. Molemmat kontaminaatiotasot olivat hyvin korkeita verrattuina arvioituun kontaminaatioon todellisessa elämässä.

20 Taulukko 4. Inhibointikyky 24 tunnin fermentaatiolla kannalla L. lactis (E2626).

Kontaminaatio Inhibointikyky cfu/ml E1640 korkea 4,7-10' 97% E1640 alhainen 4,7-10b 97% E2893 korkea 2,0-10' 38% E2893 alhainen 2,0-10b 90 % Nämä tulokset osoittavat, että paremman säilyvyyden aikaansaamiseksi beetaglukaania sisältävään viljauutteeseen voidaan ennen fermentointia lisätä maitohappobakteereja.

Claims (12)

1. Hiivafermentaation käyttö viljan flavoriyhdisteiden määrän vähentämiseksi beetaglukaanpitoisessa viljauutteessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö, jossa viljan flavoriyhdisteet 5 käsittävät karbonyyliyhdisteitä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen käyttö, jossa viljan flavoriyhdisteiden määrää vähennetään beetaglukaanipitoisen viljauutteen maun muuntelemiseksi.

4. Minkä tahansa edeltävistä vaatimuksista mukainen käyttö, jossa viljauute 10 on viljaleseuute.

5. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen käyttö, jossa fermentaatioon käytettävä hiiva sisältää sokeria fermentoivat hiivakannat, jotka on valittu seuraavista: S. cerevisiae, S. chevalieri, S. pastorianus, S. carlsbergensis ja S. uvarum.

6. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen käyttö beetaglukaania sisältävän elintarvike- tai juomatuotteen valmistuksessa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen käyttö, jossa elintarvike- tai juomatuote on vähäalkoholinen tai alkoholiton tuote.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen käyttö, jossa elintarvike- tai juomatuote 20 sisältää alle 3 paino-% etanolia, edullisesti alle 2 paino-% etanolia, edullisemmin alle 1 paino-% etanolia ja kaikkein edullisemmin alle 0,5 paino-% etanolia.

9. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen käyttö, jossa mainittu fermentaatio suoritetaan lämpötiloissa, jotka ovat alle 20 °C, edullisesti 25 alle 15 °C.

10. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen käyttö, jossa fermentaatiota jatketaan ainakin 5 tuntia, edullisesti vähintään 15 tuntia ja edullisemmin vähintään 25 tuntia.

11. Minkä tahansa edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen käyttö, jossa 5 beetaglukaanipitoinen viljauute sisältää myös säilöntäainetta.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen käyttö, jossa säilöntäaine käsittää maitohappobakteereja.